改性纳米氧化锌对水性聚氨酯乳液性能的影响

以无水乙醇为溶剂、正硅酸乙酯(TEOS)为包覆剂对纳米Zn O表面进行无机包覆,然后用硅烷偶联剂(KH-550)对其表面进行改性,将改性后的纳米Zn O(即Zn O/Si O2/KH550)对水性聚氨酯乳液进行改性,研究了改性纳米Zn O的用量对水性聚氨酯(WPU)乳液涂膜的吸水率、吸甲苯率和拉伸性能的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和水接触角测试对纳米Zn O和WPU改性前后的结构及疏水性进行了表征。结果表明,改性后的纳米Zn O粒子团聚减少,疏水性提高。当改性纳米Zn O的添加量为聚氨酯中有机物质量的0.6%时,所制备的用改性纳米Zn O改性的WPU乳液涂膜性能较好,吸水率、吸甲苯率分别为20.35%和30.50%,低于未改性的WPU;拉伸强度达到13.45 MPa,水接触角较未改性WPU涂膜提高了25°。     

有机氟硅共改性水性聚氨酯乳液的合成及其性能

将异佛尔酮二胺(IPDA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行Micheal加成反应,合成端仲胺基的有机氟化合物(DFMA-IPDA)。以该化合物为扩链剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)聚合制备了有机氟和硅改性的水性聚氨酯(WPU),研究了有机氟和/或硅用量对WPU乳液性能和胶膜性能的影响。结果表明:用该方法合成的DFMA-IPDA纯度达99.2%,和一定量的PDMS共改性可合成稳定的WPU乳液。随两者用量的增加,WPU乳液的平均粒径增大,胶膜的热稳定性、耐水性提高,表面水接触角增大。PDMS可提高WPU胶膜的柔性,而DFMA-IPDA可提高胶膜的韧性。用PDMS和DFMA-IPDA共改性能获得综合性能优异的WPU,当扩链剂完全采用DFMA-IPDA,PDMS用量为4%时,WPU胶膜的吸水率为4.5%,水接触角达到102.3°。     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的研究

先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG2000)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成预聚体,再加入环氧树脂(E44或E51)接枝共聚改性制备了水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了不同环氧树脂及含量对WPU性能的影响,并对乳液稳定性、力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了测试和表征。结果表明,适量的环氧树脂改性的WPU乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时涂膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降,吸水率下降,水接触角增大,涂膜的高温分解残余量增加。E44质量分数在6%~8%时,改性WPU乳液综合性能较好。     

有机硅丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、g-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、g-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为原料,分别合成了水性聚氨酯预聚体(WPU)、聚丙烯酸酯(PA)、有机硅改性的水性聚氨酯预聚体(Si WPU)和有机硅改性的聚丙烯酸酯(Si PA),然后以WPU、SiWPU、PA、Si PA为原料,采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯。通过测定吸水率和水接触角考察了PA、Si PA、Si WPU含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。结果表明:SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为Si WPU的含量(以WPU和SiWPU总质量为基准,下同);37.5%为Si PA占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%,接触角从56.8°增至86.4°,铅笔硬度从改性前的2B提升至H。热重分析显示,T_(max)(样品热分解速率最大时的温度)从改性前的340.2℃提升至412.4℃;TEM表明,改性后的乳胶粒形成了核壳结构;XRD和断面SEM显示,PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

硅烷偶联剂改性水性聚氨酯薄膜的研究

利用硅烷偶联剂KH550对水性聚氨酯薄膜(WPU)进行表面处理并对其性能进行了研究。通过傅里叶红外光谱仪,接触角测量仪,综合热分析仪,万能试验机等分析测试,研究了偶联剂对WPU的结构和性能的影响。结果表明硅烷偶联剂KH550中的部分氨基和羟基与薄膜表面的基团发生反应,网络结构得到增强,剥离强度增加。同时,改性后薄膜的耐水性和耐热性也有所提高,综合性能得到改善。     

改性六方氮化硼/水性聚氨酯防腐涂料制备与性能

以聚甘油-10(PG)作为稳定剂，在超声条件下对六方氮化硼(h-BN)进行剥离和改性。通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)对PG改性的h-BN纳米片(GB)进行了表征。将制备的PG纳米粒子用作水性聚氨酯(WPU)涂层的防腐填料，制备了GB质量分数分别0，0.5%，1.0%，2.0%的为复合涂层(PU/GB)。考察了不同涂层的水接触角、吸水率、附着力损失、热稳定性和机械性能。最后，通过电化学工作站研究了WPU、PU/GB0.5、 PU/GB1.0 和PU/GB2.0复合涂层在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀行为。结果表明，GB纳米粒子可以显著增强水性聚氨酯涂层的耐水性、热稳定性、机械性能和耐腐蚀性能。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能研究

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为接枝剂,全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)为改性剂,合成了一系列含氟丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液(WPUFA),并干燥成膜。考察了FA用量对WPU/WPUFA乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、接触角、力学性能和热重分析(TGA)等手段对其进行表征。结果表明,FA成功接入到水性聚氨酯分子链中;随着FA含量增加,乳液粒径增大,胶膜接触角变大,吸水率变小,拉伸强度变大,断裂伸长率变小;FA的引入使胶膜耐热性能变好,当FA在胶膜中的质量分数为40%时,胶膜的综合性能最佳。     

马来酸酐改性蓖麻油制备交联型水性聚氨酯

以马来酸酐与蓖麻油制备含碳碳双键的三羧基蓖麻油(MACO)作为内交联剂,合成改性蓖麻油水性聚氨酯乳液(MACO-WPU)。采用FT-IR和XRD对改性聚氨酯的结构进行表征,证实MACO被成功引入到聚氨酯大分子链中且分子链呈现无序状态。通过对力学性能、吸水率、粒径、热重分析等研究了MACO用量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响,结果表明:当w(MACO)=3%时,乳液外观和稳定性好,平均粒径为48.45 nm; 胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为13.15 MPa、195%;与未改性WPU相比热稳定性略有提高。     

内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯的制备

以聚碳酸亚丙酯多元醇(PPC)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为扩链交联剂,合成系列内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯(PPCWPU)。采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、耐水性实验和接触角实验对WPU结构和性能进行表征。结果表明,随着TMP用量的增加,WPU胶膜的热性能提高。同时,胶膜的耐水性和防水性也得到了改善。     

The Cu(I)-mediated azide–alkyne cycloadditions as a facile and efficient route for functionalization of waterborne polyurethane

The Cu(I)-mediated azide–alkyne cycloaddition reaction, “click” chemistry, has been used to functionalize the waterborne polyurethane, by which a novel fluorinated waterborne polyurethane (FWPU) was synthesized. FWPU was confirmed by FT-IR and ¹H NMR. The structure and properties of FWPU were characterized by water contact angle, water absorption, surface energy, scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD), etc. From the research of the surface properties, it was found that the modified materials were endowed with a remarkable hydrophobicity and stain resistance. SEM results showed that the micro-phase separation of FWPU became increasingly apparent with the rise of fluorinated side chains in polyurethane backbone. XRD measurements reflected that the crystallinity of FWPU tended to decrease firstly and then increase with the change of fluorine content. TGA results demonstrated that FWPU possessed flame retardant performance to a certain extent due to the incorporated alkyne groups in the FWPU to improve the final char strongly.     

蓖麻油交联改性阳离子型聚氨酯乳液

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)等为主要原料,以蓖麻油(C.O.)作为部分聚醚多元醇的替代物,采用PU(聚氨酯)预聚体法制备出具有一定交联结构的亲水性阳离子型WPU(水性聚氨酯)乳液。结果表明:当体系交联度较低时,C.O.对WPU的改性效果不明显;当体系交联度较高时,WPU乳液稳定性及其胶膜耐水性等均随C.O.比例增加而提高;当n(PEG)∶n(C.O.)=7∶3时,WPU胶膜的耐水性(吸水率约6%)相对最好,其静态接触角(约82°)相对最大。     

DDI/IPDI型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯(WPU),探究了m(DDI)/m(IPDI)的配比对水性聚氨酯乳液粒径、胶膜接触角、表面能和力学性能等的影响.结果 表明,随着DDI含量的增加,聚氨酯乳液粒径及黏度逐渐增加,胶膜的拉伸强度下降,...     

羟乙基封端聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯的合成

以聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料,羟乙基封端聚二甲基硅氧烷（SHG）为改性剂,采用自乳化法合成了阴离子型有机硅改性水性聚氨酯（WPU）。考察了异氰酸酯基与羟基的量之比（R值）、DMPA用量及SHG用量对WPU及其胶膜性能的影响;通过荧光显微镜分析了改性前后WPU的结构。结果表明：当异氰酸酯基与羟基的量之比为1.2、DMPA质量分数为4%、SHG质量分数为2%时,改性WPU的黏度低、稳定性好;其胶膜的吸水率从17%下降至6%,接触角从30.3°提高至75.7°,耐热性提高;微观形态更规整。     

高性能水性UV固化聚氨酯的合成与性能研究

用环氧丙烯酸酯(EA)、羟基硅油合成了环氧/有机硅改性水性光固化聚氨酯乳液(WPU);研究了EA、羟基硅油、亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)的用量,中和度和硅烷偶联剂的添加量对乳液和涂膜性能的影响。用红外光谱和接触角测量仪对树脂进行表征。结果表明:通过EA、羟基硅油改性的水性光固化聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐水性较好,克服了未改性水性光固化聚氨酯的缺点。当EA用量为4%、羟基硅油为2%、DMBA为8%、中和度为80%、硅烷偶联剂的添加量为1%时,水性光固化聚氨酯乳液的综合性能较好,树脂接触角大大提高。     

环氧改性聚酯聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

选用环氧树脂E-44为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(PPG-220)、聚酯多元醇(POL-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。探讨了聚酯多元醇、DMPA和环氧树脂加入量对乳液和膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、接触角及拉伸测试研究了改性树脂的结构、耐水性和力学性能;通过差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析研究了聚合物膜的热性能。实验结果表明:当w(聚酯)=20.0%,w(DMPA)=3.9%,w(E-44)=8%时,获得综合性能优良的改性水性聚氨酯。     

环氧改性蓖麻油基水性聚氨酯树脂的结构与性能

用蓖麻油（CO）、聚四氢呋喃醚二醇（PTHF）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、环氧树脂（E—12）合成了水基聚氨酯树脂，去离子水乳化得到蓖麻油交联改性和环氧复合改性的水性聚氨酯乳液。通过拉伸、TG等测试手段表征了乳液的机械性能、热性能及耐化学品性能。结果显示：当蓖麻油的添加量为7．1％，环氧树脂含量为13．7％时，材料的机械性能达到最佳，环氧树脂的引入明显改善了材料的耐水性和耐温性，如耐水性达到120h无异常，耐沸水15min无变化。